FR2632477A1 - ACTIVE CONNECTOR FOR CIRCUIT BOARD PRINTED - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un connecteur actif, c'est-à-dire comportant des moyens d'amplification, pour l'interconnexion de cartes de circuits imprimés. Le connecteur comporte deux demi-grilles 51, 52 de contact 5 reliées respectivement à chacune des cartes CF , CM à interconnecter; la connexion des demi-grilles est faite par l'intermédiaire de moyens d'amplification réalisés sous forme de circuit intégré 8, disposé sur un substrat 7 d'interconnexion.The present invention relates to an active connector, that is to say one comprising amplification means, for the interconnection of printed circuit boards. The connector comprises two contact half-grids 51, 52 connected respectively to each of the CF, CM cards to be interconnected; the connection of the half-gates is made by means of amplification means produced in the form of an integrated circuit 8, arranged on an interconnection substrate 7.
Description
zz
CONNECTEUR ACTIF POUR CARTE DE CIRCUITS]MPRI]ES ACTIVE CONNECTOR FOR CIRCUIT BOARD] MPRI] ES
La présente invention a pour objet un connecteur pour The present invention relates to a connector for
la connexion de cartes portant des circuits imprimés. the connection of cards carrying printed circuits.
Dans certains types d'applications à hautes performances, on utilise une structure formée d'une ou plusieurs cartes de circuits imprimés, dites cartes mères, portant en général des composants électroniques et sur lesquelles viennent se connecter à leur tour une- ou plusieurs cartes, dites cartes filles. En général, l'implantation des composants et les interconnexions sont à haute densité sur ce type de cartes et In certain types of high-performance applications, a structure formed of one or more printed circuit boards, called motherboards, generally carrying electronic components and on which in turn one or more cards are connected, say daughter cards. In general, the implementation of components and interconnections are high density on this type of cards and
leurs fréquences de fonctionnement sont élevées. their operating frequencies are high.
Les signaux transportés par la carte mère, sur un bus par exemple, doivent être prélevés à destination de la carte fille, et il est habituellement nécessaire de les amplifier The signals carried by the motherboard, on a bus, for example, must be taken to the daughter card, and it is usually necessary to amplify them.
avant traitement sur la carte fille. before treatment on the girl card.
Par ailleurs, quand les fréquences de fonctionnement deviennent élevées, il apparaît des réflexions parasites perturbant les signaux prélevés sur la carte mère quand la longueur de la liaison, point de prélèvement sur la carte mère - point d'utilisation sur la carte fille, devient supérieure à un Moreover, when the operating frequencies become high, parasitic reflections appear disturbing the signals taken from the motherboard when the length of the link, sampling point on the motherboard - point of use on the daughter card, becomes higher has a
certain seuil, qui peut n'être que de quelques centimètres. certain threshold, which may be only a few centimeters.
La présente invention a pour but d'assurer l'amplification des signaux prélevés sur la carte mère à l'intention de la carte fille, en minimisant ou évitant les The present invention aims to ensure the amplification of the signals taken from the motherboard for the daughter card, minimizing or avoiding the
limitations ou'perturbations mentionnées cl-dessus. limitations or disturbances mentioned above.
A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur assurant la connexion d'une carte fille à un circuit électrique dit carte mère, comportant des moyens d'amplification des signaux prélevés sur- la carte mère. De ce fait, le connecteur For this purpose, the invention relates to a connector providing the connection of a daughter card to an electrical circuit called motherboard, having means for amplifying the signals taken from the motherboard. Because of this, the connector
est dit "actif".is said "active".
D'autres objets, particularités et résultats de Other objects, particularities and results of
l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à the invention will emerge from the following description given to
titre d'exemple non limitatif et illustrée sur les dessins annexés, qui représentent: - la figure 1, une vue schématique des liaisons entre un bus, porté par une carte mère, et une carte fille; - la figure 2, une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation du connecteur selon l'invention, assurant la liaison entre deux cartes de circuits imprimés; la figure 3a, une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation du connecteur selon l'invention et la figure 3b, une vue de dessus de la figure précédente; - la figure 4, une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation du connecteur selon l'invention; - la figure 5, un autre de mode de réalisation du As a non-limitative example and illustrated in the accompanying drawings, which represent: FIG. 1, a schematic view of the connections between a bus, carried by a motherboard, and a daughter card; - Figure 2 is a schematic sectional view of an embodiment of the connector according to the invention, providing the connection between two printed circuit boards; Figure 3a, a partial sectional view of an embodiment of the connector according to the invention and Figure 3b, a top view of the previous figure; - Figure 4, a partial sectional view of another embodiment of the connector according to the invention; FIG. 5, another embodiment of the
connecteur selon l'invention.connector according to the invention.
Sur ces différentes figures, les mêmes références se In these different figures, the same references are
rapportent aux mêmes éléments.relate to the same elements.
Sur la figure 1, on a donc illustré schématiquement les connexions ?ntre une carte mère et une carte fille par In Figure 1, we have schematically illustrated the connections to be a motherboard and a daughter card by
l'intermédiaire du connecteur selon l'invention. via the connector according to the invention.
Ce qui est désigné dans la présente description par "carte What is referred to in this description as "card
mère", repéré CM, porte des liaisons ou circuits électriques auxquels doivent être connectés des circuits portés par la carte fille CF. La carte mère CM peut être constituée par une carte de circuits imprimés, formée classiquement par un substrat isolant portant des conducteurs imprimés formant un circuit électrique et, éventuellement, des composants électroniques, non représentés ici; elle peut être également constituée par le fond du dispositif dans lequel sont maintenues une pluralité de cartes filles disposées parallèlement les unes aux autres, souvent appelé "fond de panier". On a représenté sur la figure un bus B, porté par la carte mère CM, bus constitué comme il est usuel d'un ensemble de n conducteurs parallèles, chacun mother ", marked CM, carries connections or electrical circuits to which must be connected circuits carried by the daughter card CF. The motherboard CM may be constituted by a printed circuit board, conventionally formed by an insulating substrate carrying printed conductors forming an electrical circuit and, optionally, electronic components, not shown here, it can also be constituted by the bottom of the device in which are held a plurality of daughter cards arranged parallel to each other, often called "backplane". has shown in the figure a bus B, carried by the motherboard CM, bus constituted as is usual of a set of n parallel conductors, each
d'entre eux transportant par exemple un bit d'un mot binaire. of them carrying for example a bit of a binary word.
On a représenté également la carte fille CF, carte de circuits imprimés qui porte des circuits électroniques, dont deux seulement sont représentés et repérés U1 et U2; chacun de ces circuits est destiné à recevoir par exemple le bit transporté par l'un des fils, repéré Bi, du bus B. La carte fille CF est reliée à la carte mère CM par l'intermédiaire d'un connecteur C, comportant selon I'invention des moyens d'amplification A1 disposés sur chacune (ou sur certaines seulement) des connexions qu'il établit entre les deux cartes, There is also shown the daughter card CF, printed circuit board which carries electronic circuits, only two of which are represented and marked U1 and U2; each of these circuits is intended to receive for example the bit carried by one of the son, identified Bi, bus B. The daughter card CF is connected to the motherboard CM via a connector C, having The invention A1 amplification means disposed on each (or only some) connections it establishes between the two cards,
comme représenté sur la figure pour la liaison i. as shown in the figure for connection i.
La figure 2 représente une vue en coupe d'un mode de FIG. 2 represents a sectional view of a mode of
réalisation du connecteur selon l'invention. embodiment of the connector according to the invention.
Sur cette figure, on retrouve les cartes mère CM et fille CF vues en coupe. La carte fille CF est par. exemple disposée sur la carte mère CMpar l'intermédiaire d'un dissipateur thermique R. Celle des faces, repérée 2, de la carte fille CF qui porte des composants porte également une série de zones de connexions dont l'une, 3, est représentée en coupe sur la figure 2. De la même manière, on a représenté une zone de connexion 4 de la carte mère CM, le connecteur C assurant la In this figure, we find the motherboards CM and daughter CF seen in section. The CF girl card is by. example, arranged on the motherboard CM via a heat sink R. That of the faces, labeled 2, of the daughter card CF which carries the components also carries a series of connection zones, one of which, 3, is shown FIG. 2 is a cross-section. In the same way, there is shown a connection zone 4 of the motherboard CM, the connector C assuring the
liaison entre les zones telles que 3 et 4. link between areas such as 3 and 4.
Le connecteur C comporte donc une pluralité de contacts métalliques tels qu'un contact 5 représenté sur la figure, assurant les liaisons entre les zones 3 et 4, l'ensemble des contacts, par exemple n contacts, disposés sensiblement parallèlement les uns aux autres, formant ce qu'on appelle une grille de contacts. Les contacts sont. réalisés en un matériau 0 électriquement conducteur et élastique, par exemple en cuivre-beryllium; ils se présentent par exemple sous la forme de languettes. Dans sa région médiane, chacun des contacts 5 est interrompu. De la sorte, la grille de contacts 5 est formée de deux demi-grilles, repérées 51 et 52. La connexion électrique entre les deux demi-grilles 51 et 52 est assurée au moyen d'un substrat 7 portant au moins une pastille 8 de matériau semiconducteur dans laquelle est réalisé au moins un circuit amplificateur, par exemple sous forme de circuit intégré. La pastille est connectée au substrat 7 par des fils conducteurs 81. Plus précisément, chacun des contacts d'une demi-grille est relié au contact correspondant de l'autre demi-grille par l'intermédiaire d'un circuit amplificateur de la pastille 8, via le substrat 7. L'ensemble est, dans ce mode de réalisation, enrobé dans une substance de protection 6 telle qu'un plastique moulé. La figure 3a représente une vue en coupe partielle de la partie centrale d'un mode de réalisation du connecteur selon l'invention et la figure 3b, une vue de dessus de cette même The connector C therefore comprises a plurality of metal contacts such as a contact 5 shown in the figure, providing the connections between the zones 3 and 4, the set of contacts, for example n contacts, arranged substantially parallel to each other, forming what is called a grid of contacts. The contacts are. made of an electrically conductive and elastic material, for example copper-beryllium; they are for example in the form of tabs. In its middle region, each of the contacts 5 is interrupted. In this way, the contact grid 5 is formed of two half-grids, labeled 51 and 52. The electrical connection between the two half-grids 51 and 52 is ensured by means of a substrate 7 carrying at least one pellet 8 of semiconductor material in which at least one amplifier circuit is formed, for example in the form of an integrated circuit. The chip is connected to the substrate 7 by conductive wires 81. More specifically, each of the contacts of a half-gate is connected to the corresponding contact of the other half-gate via an amplifier circuit of the chip 8. via the substrate 7. The assembly is, in this embodiment, embedded in a protective substance 6 such as a molded plastic. FIG. 3a shows a partial sectional view of the central part of an embodiment of the connector according to the invention and FIG. 3b a view from above of this embodiment.
partie centrale.central part.
Sur ces figures, on retrouve le circuit intégré 8 ainsi que le substrat 7 et la grille de contacts 5 disposée de l'autre côté du substrat 7 par rapport au circuit 8. Le substrat 7 est par exemple multicouche, formé de trois couches repérées In these figures, there is the integrated circuit 8 and the substrate 7 and the contact grid 5 disposed on the other side of the substrate 7 with respect to the circuit 8. The substrate 7 is for example multilayer, formed of three layers identified
71, 72, 73. Il peut être en époxy ou en alumine, par exemple. 71, 72, 73. It may be epoxy or alumina, for example.
Le matériau d'enrobage (6, figure 2) n'est pas représenté ici. The coating material (6, Figure 2) is not shown here.
Le circuit intégré 8 comporte une pluralité de circuits amplificateurs et des plots de connexion 82 qui sont reliés par les fils 81 à des plots de connexion 83 situés sur le substrat 7. Chacun des plots 83 est relié à l'un des contacts des demi- grilles 51 ou 52 par l'intermédiaire de pistes conductrices 74 disposées sur les couches 71-73 et de trous The integrated circuit 8 comprises a plurality of amplifier circuits and connection pads 82 which are connected by the wires 81 to connection pads 83 located on the substrate 7. Each of the pads 83 is connected to one of the contacts of the semiconductors. grids 51 or 52 via conductive tracks 74 arranged on the layers 71-73 and holes
métallisés 75 traversant ces couches 71-73. metallized 75 passing through these layers 71-73.
De la sorte, chacun des conducteurs de la demi-grille 51 est relié au conducteur correspondant de la demi-grille 52 In this way, each of the conductors of the half-gate 51 is connected to the corresponding conductor of the half-gate 52
par l'intermédiaire du circuit 8.through circuit 8.
La figure 4 représente une vue en coupe partielle de la partie centrale d'un autre mode de réalisation du connecteur FIG. 4 represents a partial sectional view of the central portion of another embodiment of the connector
selon l'invention.according to the invention.
Sur cette figure, on retrouve le circuit intégré 8, le substrat 7 d'interconnexions (les interconnexions n'étant pas In this figure, there is the integrated circuit 8, the interconnection substrate 7 (the interconnections are not
représentées) et par exemple la. demi-grille de contacts 51. represented) and for example the. half grid of contacts 51.
Toutefois, dans ce mode de réalisation, la pastille 8 n'est pas directement reliée au substrat 7 mais- est disposée dans un boîtier 85, du type "chip carrier" par exemple, qui assure la protection de la pastille 8 et sa connexion au However, in this embodiment, the wafer 8 is not directly connected to the substrate 7 but is arranged in a casing 85, of the "chip carrier" type, for example, which protects the wafer 8 and its connection to the
substrat 7, rendant l'enrobage (6, figure 2) inutile. substrate 7, making the coating (6, Figure 2) unnecessary.
Plus précisément, la pastille 8 est disposée sur l'embase 87 du boîtier 85, connectée à cette dernière par des fils 84, l'embase 87 assurant la connexion aux plots 83 du substrat 7. L'embase est recouverte de façon hermétique par un More specifically, the pellet 8 is disposed on the base 87 of the housing 85, connected thereto by wires 84, the base 87 providing connection to the pads 83 of the substrate 7. The base is hermetically covered by a
capot 86.hood 86.
La figure 5 représente un autre mode de réalisation du FIG. 5 represents another embodiment of the
connecteur selon l'invention.connector according to the invention.
Sur cette figure, on retrouve, vue en coupe, la carte mère CMet la carte fille CF portant les zones de connexions repérées respectivement 4 et 3. Le connecteur comporte toujours un ensemble de n contacts mals ceux-ci sont par exemple maintenant répartis selon deux grilles différentes, repérées 53 et 54; chacune des grilles est, comme précédemment, composée de deux demi-grilles dont l'interconnexion est réalisée au moyen d'une pastille 8 de circuit intégré via un substrat 7, le tout étant enfermé par exemple dans un enrobage 6. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure, la géométrie des enrobages 6 est telle qu'ils puissent être rendus mécaniquement In this figure, we find, in section, the CM motherboard and the daughter card CF carrying the connection areas marked respectively 4 and 3. The connector always comprises a set of n mal contacts, these are for example now divided according to two different grids, marked 53 and 54; each of the grids is, as previously, composed of two half-grids, the interconnection of which is carried out by means of an integrated circuit chip 8 via a substrate 7, the whole being enclosed for example in a coating 6. In the variant of FIG. embodiment shown in the figure, the geometry of the coatings 6 is such that they can be rendered mechanically
solidaires l'un de l'autre, par encastrement par exemple. integral with each other, for example by embedding.
A titre d'exemple, les contacts peuvent être brasés sur I'une des cartes, la carte CF par exemple, et seulement pressés sur For example, the contacts can be brazed on one of the cards, the CF card for example, and only pressed on
l'autre (la carte mère CM).the other (the CM motherboard).
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